¿Qué significa s60 en la serie Detroit Engine s60?
Motor diésel controlado por computadora serie Telu S60
Liu Kezhi, Liu Hai, Wang Yizong Shengyun
Nota del editor Para afrontar las oportunidades y desafíos que plantea La próxima adhesión de mi país a la OMC, este artículo La revista ha creado una columna irregular "Tecnología empresarial" desde el primer número de este año. Su propósito es proporcionar un foro para empresas nacionales y extranjeras que han logrado logros científicos y tecnológicos. trabajo, con miras a fortalecer los intercambios entre empresas y entre empresas y lectores, y promover el progreso científico y tecnológico y el desarrollo empresarial de nuestro país.
La columna "Enterprise Technology" publica de 1 a 2 artículos de una empresa en cada número, presentando los principales logros científicos y tecnológicos o experiencias de gestión más representativos de la empresa que tienen un significado rector universal. Espero que esta columna pueda obtener el apoyo y el amor de empresas y lectores.
Resumen La característica estructural del motor diésel de la serie S60 desarrollado y producido por Detroit Diesel Engine Company en los Estados Unidos es que todo el motor diésel se controla automáticamente mediante una computadora. Los datos relevantes se ingresan en la electrónica. módulo de control a través de varios sensores, y la computadora procesa rápidamente los datos, y luego la válvula solenoide controla el tiempo de inicio y finalización de la boquilla de la bomba controlada electrónicamente, de modo que el motor diesel pueda lograr el mejor efecto de combustión en diversas condiciones de trabajo. Esta serie de motores diésel tiene buenas características externas, buena economía y menos sustancias nocivas en las emisiones de gases. La práctica ha demostrado que los motores diésel de la serie S60 para vehículos no necesitan revisión en 1,6 millones de kilómetros; los motores diésel de la serie S60 para ingeniería no necesitan revisión en 20.000 horas de trabajo.
Rendimiento del análisis estructural del motor diésel de Detroit
Detroit Diesel Engine Company (DDC) es una de las tres principales empresas de fabricación de motores diésel de los Estados Unidos. Fue fundada en 1915. Desde hace más de 80 años, la empresa fabrica motores diésel de dos tiempos de alta velocidad que son mundialmente famosos.
Ya en 1978, Detroit Diesel Engine Company comenzó a estudiar la aplicación de la tecnología de control por computadora a motores diésel de alta velocidad después de más de 1 millón de horas de pruebas de laboratorio y pruebas industriales de campo, en septiembre de 1985. , motores diésel controlados por ordenador Lanzados oficialmente al mercado, casi un millón de unidades han estado funcionando en vehículos, barcos, maquinaria de construcción y petróleo, y grupos electrógenos diésel en todo el mundo.
En la década de 1990, Detroit Diesel Engine Company transfirió muchos años de experiencia en la producción de motores diésel de dos tiempos y tecnología de control por ordenador a los nuevos motores diésel de cuatro tiempos de la serie S60, que se comercializaron en grandes cantidades. cantidades a principios de los años 1990. El motor diésel de la serie S60 es un motor diésel de cuatro tiempos, turboalimentado, refrigerado por aire, refrigerado por agua, en línea, de 6 cilindros y controlado por computadora. Esta serie tiene tres cilindradas y su motor derivado de 4 cilindros es. la serie S50.
Características estructurales
1. Control por computadora (DDEC)
Los motores diésel de las series Detroit S60 y S50 están controlados por computadora y constan de computadoras, sensores y control electrónico. boquillas de la bomba, la mayoría de los componentes del módulo de pantalla electrónica 4 (ver Figura 1) El control por computadora es completamente diferente del regulador de velocidad electrónico. El regulador de velocidad electrónico utiliza componentes electrónicos para reemplazar el regulador de velocidad mecánico o hidráulico y ajusta automáticamente el suministro de aceite. cuando la cantidad de carga externa cambia para mantener el motor diesel a una velocidad estable, el control por computadora significa que todo el motor diesel es controlado automáticamente por la computadora, que no solo considera la influencia de los cambios de carga externa y tiene la función de regulación de velocidad; pero también considera de manera integral la influencia de muchos factores, como el motor diésel en sí y las condiciones externas, como la temperatura del fluido de refrigeración, la temperatura del combustible, la presión del sobrealimentador, la tasa de carga y la intención del operador, etc., a través del procesamiento de datos por microcomputadora, la cantidad adecuada de aceite. Se inyecta en el cilindro con un ángulo de avance de inyección optimizado y el combustible obtiene el mejor proceso de combustión, haciendo que el motor diésel funcione en las mejores condiciones, consuma la menor cantidad de combustible y tenga la menor cantidad de sustancias nocivas en los gases de escape.
(1) Computadora La computadora es el Módulo de Control Electrónico (ECM), que fue desarrollado conjuntamente por la Compañía Detroit y la Compañía Americana Motorola. Tiene dos microprocesadores, uno es la computadora host y el otro. la computadora de respaldo. Una vez que la máquina principal falla, cambiará automáticamente a la máquina de respaldo y notificará al operador a través de la pantalla LCD, asegurando que cada computadora no se apague debido a su propia falla dentro de las 30,000 horas de trabajo.
Este pequeño microprocesador de alto nivel tiene una variedad de funciones integrales, puede soportar la fuerte vibración de los vehículos todoterreno y también puede funcionar normalmente en un entorno de -54 a 105 °C.
(2) Sensor El sensor ingresa los datos relevantes en la computadora, y la computadora procesa rápidamente los datos de acuerdo con la intención del operador, y luego controla el tiempo de inicio y finalización de la inyección de la boquilla de la bomba controlada electrónicamente ( EUI) a través de la válvula solenoide, para que los motores diésel puedan lograr efectos de combustión óptimos en diversas condiciones de trabajo.
Si un determinado sensor está defectuoso, se mostrará un número de código en la pantalla LCD para informar al operador que lo solucione lo antes posible. El sensor de sincronización y el sensor de sincronización se utilizan para transmitir la información de sincronización del motor diésel y la precisión puede alcanzar ±0,25° por cada rotación de 360° del cigüeñal. El sensor de sincronización proporciona parámetros "una vez por cilindro" y el sensor de sincronización proporciona parámetros "una vez por revolución", de modo que la computadora puede determinar con precisión la posición del punto muerto superior del pistón y controlar la cantidad y el tiempo de inyección en función de otros Parámetros Proceso de combustión óptimo garantizado.
(3) Inyector de bomba controlado electrónicamente (EUI) El sistema de combustible del motor diésel producido por Detroit Diesel Engine Company no tiene una bomba de combustible de alta presión ni una bomba de combustible PT. Se generan la medición y sincronización del combustible de cada cilindro. Las cuatro funciones principales de atomización y atomización se concentran en una boquilla de bomba integral. Tiene una estructura compacta y es fácil de inspeccionar y reemplazar. no involucrados entre sí, reduciendo el tiempo y los costos de mantenimiento. Cuando el motor diésel es controlado por una computadora, las características de la boquilla de la bomba mecánica se aprovechan inteligentemente, eliminando la cremallera y el engranaje originales en la boquilla de la bomba para ajustar el volumen de aceite, así como una gran cantidad de piezas externas y reguladores de velocidad que controlar el movimiento del bastidor. El émbolo original con ranura en espiral se cambia por un émbolo cilíndrico simple, que tiene una estructura simple, es fácil de fabricar y no se daña fácilmente. Se utiliza una válvula de control para controlar la sincronización y la cantidad de inyección de combustible. Está compuesto por una bobina electromagnética y un control de armadura. La Figura 2 muestra la boquilla de la bomba controlada electrónicamente.
La válvula de control es una válvula alternativa normalmente abierta. Cuando está completamente abierta, la distancia entre la válvula y el asiento de la válvula es de solo 0,4 mm, por lo que la fuerza de impacto cuando está cerrada es muy pequeña y no es fácil de desgastar. Bajo la acción de la bobina del solenoide y la armadura, la válvula de control se cierra. El combustible en la cámara de aceite genera alta presión bajo la presión del émbolo. El combustible a alta presión se pulveriza desde múltiples orificios pequeños en el cabezal de inyección de combustible. la válvula de control se abre. La inyección finaliza y el combustible regresa al tanque.
(4) Módulo de visualización electrónica (EDM) Módulo de visualización electrónica, o pantalla de cristal líquido (Figura 3). Esta pantalla se puede instalar sobre o al lado del motor diésel, o también se puede instalar lejos de él. el mango del acelerador. El motor diésel se encuentra a decenas de metros de distancia y se puede conectar con un cable especial.
Figura 3 Pantalla LCD
Durante todo el tiempo de funcionamiento, el módulo de visualización electrónica puede mostrar los siguientes datos:
①Régimen del motor diésel;
②Temperatura del refrigerante o del aceite lubricante del motor diésel (la temperatura del aceite lubricante se muestra solo cuando la temperatura del refrigerante no se puede obtener de la computadora);
③Presión del aceite lubricante del motor diésel;
④Computadora Voltaje de la batería o corriente auxiliar;
⑤Velocidad del vehículo o presión de la bomba auxiliar o carga del motor diesel;
⑥Temperatura o presión del equipo principal;
⑦Temperatura del equipo principal equipo o presión o presión del turbocompresor diesel;
⑧Nivel de combustible;
⑨Instrucciones de inspección y parada.
Las unidades numéricas en pantalla pueden ser métricas o imperiales. Si ocurre una anomalía general en el motor diésel, la pantalla parpadeará una señal de verificación y se mostrará un código de falla debajo de la pantalla, lo que requerirá que el operador verifique lo antes posible y elimine la falla a tiempo. Si ocurre una anomalía grave, la pantalla parpadeará con una señal de apagado y también se mostrará un código de falla debajo de la pantalla, lo que requerirá que el operador detenga la máquina lo antes posible. Hay 6 teclas en el lado derecho de la pantalla de visualización, sus funciones son:
La tecla MENÚ se utiliza para mostrar los elementos principales del menú en la ventana de información. En este momento, los nombres de cada uno. El elemento principal del menú se muestra secuencialmente de derecha a izquierda.
La tecla SCROLL (pantalla de desplazamiento) se utiliza para acelerar la visualización del elemento principal o subelemento del menú. Cada vez que se presiona, ingresará directamente al siguiente elemento. Al programar algunos elementos del menú, también se puede usar para Modificar;
La tecla SELECCIONAR se usa para seleccionar el elemento principal o el subelemento. requerido en el menú;
La tecla CLEAR se puede usar para regresar al elemento anterior. Cuando se muestra el elemento del menú principal, presione esta tecla para borrar la pantalla. Si aparece un código de diagnóstico, también puede hacerlo. presione esta tecla para borrar la pantalla;
La tecla LUZ (brillo) se usa para encender la luz. Al presionar la tecla LUZ continuamente, la luz se atenuará gradualmente en cuatro niveles, de fuerte a débil, y finalmente. extinguir Al configurar un valor de advertencia, también puede usar esta tecla para seleccionar un valor más bajo;
La tecla ALARMA APAGADA (eliminar advertencia) se usa para borrar el código de advertencia y el sonido de advertencia, al configurar el valor de advertencia. También puede utilizar esta tecla para seleccionar un valor más alto. De acuerdo con las instrucciones de uso del manual de operación del módulo de pantalla electrónica, los elementos requeridos se pueden abrir desde el menú.
Además, Detroit Diesel puede proporcionar un microlector y una microimpresora a petición del usuario.
Utilice cables especiales para conectar el lector a una computadora o módulo electrónico. La pantalla LCD del lector puede mostrar 4 líneas de texto y datos al mismo tiempo. Todos los datos cuando el motor diesel está en funcionamiento se muestran en secuencia y se imprimen. impresora. También puede mostrar un determinado elemento o dos o tres elementos en la pantalla del lector para observar los cambios de otros parámetros en este caso. Otra función del lector es que el operador puede mantenerse alejado del motor diésel y detectar las condiciones de trabajo de cada cilindro uno por uno solo a través del lector.
2. Pistón combinado
El pistón combinado se ha utilizado con éxito en los modelos de las series Detroit 71, 92 y 149 durante más de 20 años y es superior al pistón integral tradicional. Ahora se ha utilizado con éxito en motores diésel S60 y S50.
La parte superior del pistón y el faldón del pistón están separados, y hay un anillo de aislamiento térmico en el medio. El faldón se calienta ligeramente y tiene poca deformación térmica. en forma ovalada, lo que reduce la dificultad de fabricación. El espacio entre el pistón y la camisa del cilindro se puede reducir en consecuencia, lo que hace que la operación sea más estable; el pasador del pistón solo soporta presión vertical y ya no soporta momentos de flexión, lo que mejora en gran medida la confiabilidad y resuelve así el problema de la presión efectiva promedio debido al aumento. Sin embargo, en el coeficiente de refuerzo de los motores diésel modernos de alta velocidad, el diámetro del pasador del pistón está limitado por el diámetro del cilindro y su resistencia a la flexión no puede cumplir con los requisitos. Debido a que la cabeza del pistón y la falda del pistón no son un todo, cuando el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, el ligero movimiento de la falda no afectará la cabeza. Todos los anillos del pistón están instalados en la cabeza del pistón, por lo que se puede lograr un buen efecto de sellado. lograrse; permitiendo reemplazar por separado la cabeza del pistón o el faldón del pistón para reducir los costos de reparación.
3. Árbol de levas en cabeza
Los motores diésel Detroit S60 y S50 aprovechan la exitosa experiencia de los motores diésel de la serie 149 y adoptan árboles de levas en cabeza. La leva del árbol de levas está en contacto directo con los rodillos de los balancines de admisión y escape y el balancín de la boquilla de la bomba. No hay necesidad de varillas de empuje ni taqués. Por lo tanto, la estructura es simple, la rigidez y la sensibilidad son altas. y la presión de inyección puede llegar a 200 MPa, lo que da como resultado una combustión más completa y menores emisiones. Hay menos sustancias nocivas en el gas. Para soportar una presión de inyección tan grande, el rodillo basculante de la boquilla de la bomba está hecho de material cerámico de nitruro de silicio, que puede soportar alta presión y es extremadamente resistente al desgaste. Los motores diésel de las series S60 y S50 tienen una estructura de 4 válvulas por cilindro. Detroit Diesel Engine Company ha adoptado un diseño ingenioso, utilizando un balancín en forma de "compuerta" para controlar dos válvulas al mismo tiempo. Las dos válvulas exteriores son válvulas de escape y las dos válvulas interiores son válvulas de admisión. No hay necesidad de un complicado "puente transversal" entre las dos válvulas. La estructura es simple y se omiten las piezas de fricción.
Las medidas anteriores proporcionan condiciones favorables para acortar los conductos de admisión y escape en la culata del cilindro. Los conductos de aire cortos tienen poca resistencia, flujo de aire suave, pequeña pérdida de potencia, baja pérdida de calor y baja temperatura de funcionamiento.
4. Intercooler "aire-aire"
Después de que el turbocompresor aumenta la presión del aire de admisión, la temperatura del aire de admisión también aumenta. La forma tradicional es utilizar refrigerante de motor diésel para enfriar el aire sobrealimentado. Los motores diésel de las series S60 y S50 instalan el intercooler delante del tanque de agua o en un lado del tanque de agua y utilizan el aire aspirado por el ventilador para enfriar. Este método de intercooler "aire-aire" tiene un buen efecto. La temperatura del aire sobrealimentado es más alta que la del "agua". El método de enfriamiento intermedio "-aire" es aproximadamente 40 °C más bajo, lo que aumenta la densidad de entrada de aire, mejora la economía de combustible y aumenta la potencia de salida. El intercooler también facilita la inspección y el mantenimiento, mejorando la confiabilidad de los componentes.
Parámetros básicos y características de rendimiento
1. Parámetros básicos
Los parámetros básicos de los motores diésel controlados por computadora de las series Detroit S60 y S50 se muestran en la Tabla 1.
Nota: El largo, ancho, alto y masa de la tabla pueden variar ligeramente según el uso.
2. Características de rendimiento
(1) Buenas características externas Las características de par y de potencia del motor diésel se pueden corregir a través de la memoria programable borrable eléctricamente en la computadora, como se muestra en la Figura 4. la potencia Con 373kW, la curva característica externa del motor diésel S60.
Este tipo de curva característica no se puede lograr con los motores diésel generales. La potencia máxima es constante entre 1800 y 2100 r/min, y el par máximo es constante entre 1200 y 1500 r/min, y el coeficiente de reserva de par máximo llega al 124%. La potencia constante dentro de un rango de velocidad más amplio es beneficiosa para adaptarse a diferentes cambios de par, mientras que el par máximo es constante dentro de un rango más amplio y puede adaptarse a cambios en diferentes velocidades, lo que amplía el rango de adaptación del motor diésel y el sistema de transmisión y es beneficioso; para mejorar la eficiencia del sistema de energía y transmisión. Dado que la pantalla electrónica puede mostrar "consumo instantáneo de combustible", puede funcionar a la velocidad más económica durante mucho tiempo.
(2) Buena economía y bajo consumo específico de combustible. De las características de consumo de combustible en la Figura 4, se puede ver que cuando la potencia de salida es de 373 kW y la velocidad de rotación es de 1800 r/min, el consumo de combustible. El consumo específico de combustible es de sólo 0,193 g/W.h. En comparación con los motores diésel importados más avanzados, con 3.000 horas de funcionamiento al año, se pueden ahorrar aproximadamente 30.000 kg de combustible durante todo el año. Figura 4: Curva característica externa del motor diésel de la serie S60
Dado que los motores diésel de las series S60 y S50 están controlados por computadoras, no habrá humo blanco en frío ni humo negro al acelerar, y se pueden observar. En la pantalla electrónica, para un consumo instantáneo de combustible, el operador puede seleccionar la "velocidad económica", por lo que el combustible acumulado ahorrado a lo largo del año supera con creces los 30.000 kg.
Los motores diésel controlados por computadora de Detroit pueden emitir "advertencias de tarjeta amarilla" o "advertencias de tarjeta roja" por adelantado, lo que puede evitar fallas importantes, ahorrar costos de mantenimiento y reducir las pérdidas por tiempo de inactividad.
(3) Hay pocas sustancias nocivas en los gases de escape. Con el énfasis en la protección del medio ambiente, los países de todo el mundo se han vuelto cada vez más estrictos en el control de las sustancias nocivas en los gases de escape de los motores diésel. Diesel Engine Company ha invertido mucha mano de obra y recursos materiales en este sentido. Después de años de investigación y mejora, los motores diésel de las series S60 y S50 pueden cumplir plenamente con los requisitos de contaminación ambiental después de 2001.
En resumen, el motor diésel controlado por computadora de la serie Detroit S60 debería ser el mejor entre muchos motores diésel actuales debido a su naturaleza avanzada, confiabilidad, economía y baja emisión de sustancias nocivas.
La práctica ha demostrado que el motor diésel S60 para vehículos puede funcionar durante 1,6 millones de kilómetros sin una revisión importante, y el motor diésel S60 para maquinaria de ingeniería puede funcionar sin una revisión importante durante 20.000 horas de trabajo.